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格科微率中国厂商迈入8M BSI Sensor俱乐部

格科微电子带头推出国产5M BSI的sensor,对中国手机产业都是重要好消息。本刊首席分析师孙昌旭针对此事件、未来摄像产业的格局以及最新的几个热门技术趋势,独家采访了格科微创始人、CEO赵立新。

  中国手机厂商期待已久的国产5M BSIs e n s o r终于就要批量上市了,这对中国手机产业链是一个好消息,一个重要的里程碑事件。因为只有中国IC厂商5M产品的推出,才会驱动欧美日5M、8M和13M产品快速降价,同时科格将基准线往上抬,推动这些欧美日厂商往更高摄像技术演进,以拉开与中国厂商的差距。xi6esmc

问:格科微电子已实现5M BSI sensor的量产,这是一个里程碑的进步,您能不能分析一下未来全球摄像Sensor的供应链格局?xi6esmc

  答:首先我要解释的是,对于手机摄像sensor产业来说,做出什么样的分辨率不是难点,关键是要将像素尺寸(pixel size)做小,因为手机需要轻薄。一般来说,我们用像素尺寸来划分摄像Sensor的技术层次:2 . 2μm以上工艺一般用于VGA、PC HD等Sensor,这一块低端市场技术已没有太多含量,只剩下服务,但出货量巨大,国内约为60-70KK/月,sensor单价在0.2-0.5美元,这一市场格科在全球拥有话语权。xi6esmc

  2 . 2 - 1 . 7 5μm,这一尺寸工艺主要用来做2M和HD,其中2M既可以做成FSI也可以是BSI,目前的出货量也非常大,约为15KK/月,Sensor单价低于1美元,格科在此领域也比较有优势。xi6esmc

  另一个就是1.75μm以下的像素尺寸,目前主要是1.4μm,这一尺寸可以用来做5M和8M Sensor,5M中国市场规模大约8-10KK/月,8M规模为2-3KK/月,并且目前后段工艺主要是用BSI,这一阵营目前主要是OV、三星和Aptina(隶属美光)等厂商;再往高端走是1.12μm尺寸,用于12M以上Sensor,这一阵营索尼是绝对老大,OV也是主流厂商。xi6esmc

  今天,我们比较高兴的是,我们已进入1.4μm俱乐部,已小批量生产出5M BSI摄像Sensor,由于BSI后端厂商的配合,良率也可以达90%以上,这令我们很欣慰。在这一像素尺寸下,下半年可推出8M Sensor。可以说5M和8M几乎会是同时推出。xi6esmc

问:这一成功是否表示格科要在5M/8M市场掀起浪潮?格科5M BSI的产品什么时候会进入市场?什么时候进入品牌厂商?xi6esmc

  答:我们现在才刚刚小批量产,要将5M BSI产品性能跑完善,至少还需要1-2年的时间,我们会先从中小客户开始提供服务,希望明年进入大客户。电子产品的完善都需要时间,我们当初1.75μm的2M sensor做了三年才做得很完善。这里涉及很多性能的提升,不仅仅是良率。BSI的后段良率在台湾地区晶圆厂商的配合下,已可达到量产良率90%以上,但是前段工艺是我们自己的,我们要在灵敏度、噪声和颜色串扰等多个指标上进行完善。xi6esmc

问:格科的5M Sensor会采用CSP还是COB封装?因为目前格科的模组客户基本是以中低端的CSP封装为主,这会不会影响格科5M产品的推厂?xi6esmc

  答:对于CSP与COB,大家有一个误区。其实,对于Sensor公司来说,做COB封装更简单,它是将难题抛给了模组厂商,所以,我们依据客户的需求可以提供CSP封装,也可以提供COB封装。xi6esmc

  关于两者的比较,COB确实耐热性能和可靠性比CSP要高,但是由于上面少了一层玻璃,对工厂的洁净度要求非常高,对工人的要求也高,所以良率低难提升,并且,COB的产能只能线性爬坡,并且需要客户有很好的预测来配合。而CSP也正是由于上面多了一层玻璃,对模组厂商来说后段加工非常简单方便,产能可以迅速拉升。我们都知道,中国市场是一个预测非常差的市场,急单是常态,所以,从这个意义上来说,CSP工艺更适合中国市场。xi6esmc

  但是CSP有两个天生的缺陷:一是多了一层玻璃,很难做到玻璃上面没有尘粒。业界花了近十年时间企图将这层玻璃去掉,都失败了。二是可靠性有天生的缺陷,对温度的热胀冷缩有影响。不过,近年来由于采用了TSV和激光打孔等技术,CSP的性能改进很大,据我们的数据,比前几年提升了三倍。xi6esmc

  具体拿5M和8M来说,做CSP会更难,原因是中间有空腔会导致硅片断裂,所以现在主流的Sensor厂商提供的5M与8M都是COB封装。不过,正如我所述,COB的产能不能急速提升,不适合中国预测较差的市场。所以,我们会立足改良CSP,让客户能用CSP生产优质的5M摄像模组。很多中国手机方案公司,同时设计十多款手机,可能只有一款“开胡”,并且他的客户要求马上出货,赚钱的机会就一瞬间,供应链跟不上就完了。所以,我们还是希望改良CSP,让客户5M的摄像模组产能具有更大的弹性。当然,我们也可提供COB封装的产品给客户。我们预计5M CSP Sensor的售价会在1.8-2美元;COB售价约1.4-1.6美元。xi6esmc

问:另外,您如何看待新一代的技术,比如阵列相机、WLC封装以及HTCOne采用的大感光技术?xi6esmc

  答:Wafer lever lens,是指在硅片上做镜头,将它粘在玻璃上面,这要牺牲镜头制造的灵活性,同进,做成非球面镜头,也会影响摄像的性能,并且,它只能做成定焦的。而我认为每一次摄像技术的革新,都是以性能取胜的,所以我个人不是很看好它。WLC主要是可以解决尺寸和散热的问题,价格还很高。xi6esmc

  关于阵列相机, 我认为也有难度,不是很看好。它是指将多个镜头和Sensor抓取的图像合成一幅图像。几个质量差的图片能否拼成一个高质量的图片?其实这是有难度的,为何不去直接做一个高质量的图片呢?我是一个生产型思维的人,阵列相机的精度、良率都可能有问题,因此很难制造。可能是我比较保守的原因吧。xi6esmc

  对于单个像素的大感光面积,主要是多个像素共享一个读出电路。以前是两个像素共享一个读出电路、到四个像素共享一个读出电路,最新的有八个像素共享一个读出电路,这样感光面积会大一些,但也带来电路的复杂度。最大的问题是像素面积变大,摄像模组变大,所以采用大像素尺寸时只有选择更低分辨率,比如HTC One就是采用了2μm像素尺寸配4M Sensor,以我的理解这个效果肯定好,因为噪声性能更好,所以颜色鲜艳,图像有层次感。难题是对于厂商来说,零售时要说服消费者4M比8M Sensor好是一个很大的挑战。xi6esmc

问:那你认为减小手机摄像模组尺寸的新兴技术创新有哪些?xi6esmc

  答:关于减小摄像模组尺寸的问题,全球的技术精英已在此方向上努力至少十年了,比如关于VCM,至少也有十多种替代方式曾提出过,但最后,还是认为VCM是目前来说最合适的技术,仍无法替代。xi6esmc

  所以,对于做薄的努力方向,还是如我开始讲的那样,业界致力于将像素尺寸做小,从1.4μm做到1.12μm,并配合ISP处理器的3D去噪等功能,将小像素的性能提升,在ISP上做很多的事情,这是主流方向。3D去噪功能已在一些高端的监控市场采用了,指在空间两维的基础上再加上时间对每帧图像的处理,但在手机市场还没有采用,这个成本非常高,功耗也较高。另外,也可以通过RGB颜色的互补技术来提升性能,这个是比较容易做的。所以,我认为从数字技术上进行改良是近期比较容易实现的。xi6esmc

问:另一个关于手机摄像技术的话题是高帧率、高清摄像头正在被越来越关注,听闻Leap Motion的帧率达到270帧,您怎么看待这个趋势?xi6esmc

  答:我们的5M Sensor可以做到25帧,也可以做到1080P 30帧率。不过,我认为手机上首先要解决的还是图像品质问题,由于手机镜头的通光亮太小,手机必须找到合适的角度和环境才可以做摄录,在很多光线条件下都做不到15帧以上,如果硬是要在不好的条件下提高帧率,信噪比就会很差。所以,很多时候,手机会是降帧率拍摄的,要不拍下来的视频中人会很丑,通常调到12帧拍出的视频更漂亮。Sensor比拼的设计水平是谁能在同样的环境下,将信噪比做好后,再将帧率能提高一点。其实,人眼在22帧以上是没有感觉差异了,所以,一般的调试在20帧就很好了。xi6esmc

  对于60帧的摄像头来说,我认为噱头的意义大过实际意义。因为如上所述,手机通光小,跑这么高的帧率没有意义。不过,你提到的高帧率对于像Leap motion之类的体感应用是需要的,我也认同,但是体感不需高的图像分辨率。事实上,我们以前也尝试过摄像头体感应用,做过一个120帧VGA的摄像头,但是当时条件不成熟,市场并不接受。但做高帧率并不难,工艺上有很多办法可以实现。xi6esmc

  问:由于之前在中低端Sensor上,格科是将ISP集成到Sensor中的,对客户的技术支持很到位,也拥有较强的优势。现在5M的Sensor,ISP不再集成,这对于格科的技术支持优势有影响吗?xi6esmc

  答:首先在5 M 以后, 将I S P 集成到Sensor中是比较难的,主要是发热问题。另外,现在的AP很强势,都将ISP集成进去,并且由于AP的功能越来越强大,并且集成Memory,所以可以实现如上所述3D去噪等更强大的功能。所以我们也没有必要在5M以上的Sensor中集成ISP了。xi6esmc

  但是,从另一个方面考虑,这些强势的AP厂商,他们是没有这么多的人力去给客户调试摄像头模组的,他们的做法是将源代码给我们,委托我们来做技术支持,帮助客户调试摄像模组。事实上,摄像的数字部分是相对稳定的,不稳定的还是Sensor、镜头、FPC(软板)、高速数据线和模组组装等等因素,这些因素导致的问题,AP公司没有我们那么富有经验。所以要针对不同的平台和设计进行调试时,我们的技术支持优势仍很明显。xi6esmc

  摄像头是一个十分个性化的产品,绝不是一个标准件,中国厂商在技术支持上的优势对客户来说非常重要。xi6esmc

问:业界一直对于格科的业务模式存在争论,有人说格科是“价格杀手”,您怎么看?xi6esmc

  答:这个问题需要从几个方面来看。首先,对上游供应商,我们与他们一直是很好的合作关系,我们拿到的Wafer的价格比行业的平均价格要高,我们还扶持了不少上游供应商。xi6esmc

  其次,我们的Sensor能有很好的价格是因为我们从工艺优化、电路设计和减小Die的尺寸上进行了改良,比如Mask layer可做到比海外竞争对手少十几层,而同样的Wafer上,我们生产出来的Die的数量比对手多了1/3,甚至一倍。所以,我们的成本低很多,可以给客户更好的价格,从而也让手机厂商获得高性价比的产品。xi6esmc

  第三, 对于我们的模组合作伙伴,由于我们的设计将制造门槛降低,模组厂商进入者过多,他们之间竞争非常激烈。比如这次5M sensor,我们会主推CSP工艺,这样将制造门槛降低,预计进入的模组厂商会大增。我们曾经尝试过帮助模组厂商实现有序竞争,定一个对大家都合理的价格,但是很难实施,因为只能控制直供模组厂商的数量,并不能控制他们去走货。所以,这方面我们还在努力改进。xi6esmc

  我们的策略就是做成熟的、大规模批量的市场,我认为未来几年2M-8M Sensor都会有非常大的量。我们现在每月Sensor的出货量约为85kk,所以一般小于1kk的市场我们并不关注,近阶段也不会做12M sensor。xi6esmc

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